專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種工業(yè)生產(chǎn)中所需的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，具體是一種風(fēng) 力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系及其制備方法，它特別適合在制造兆瓦級以上風(fēng) 力發(fā)電機葉片時的手糊工藝和真空灌注工藝應(yīng)用。
背景技術(shù)：
回首觀望我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，這些年以連續(xù)翻番的速度在增長，這種高歌猛進的增長 速度仍在持續(xù)。作為風(fēng)力發(fā)電機的核心部件，葉片的市場潛力巨大，同時，葉片的好壞直接 影響風(fēng)力發(fā)電機組的效率、壽命和性能。風(fēng)力發(fā)電機的葉片主要采用復(fù)合材料制備，尤其是 兆瓦級以上的風(fēng)力發(fā)電機葉片，復(fù)合材料的葉片用樹脂體系是風(fēng)力發(fā)電機葉片制備的關(guān)鍵 材料。長期以來，風(fēng)力發(fā)電機葉片用的樹脂體系一直被國外相關(guān)大公司壟斷，其配方及 制備工藝對外保密，使得我國風(fēng)力發(fā)電機葉片制造企業(yè)不得不依賴這些大公司，花費高昂 的價格從這些大公司進口樹脂體系。并且，進口樹脂體系除了價格高昂外，供應(yīng)鏈也相當(dāng)吃 緊，這在很大程度上影響了我國葉片制造企業(yè)的正常生產(chǎn)和利潤水平，從而影響和制約我 國風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。近兩年，部分國內(nèi)公司和研究所努力攻破國外公司的技術(shù)封鎖，研發(fā)了 用于風(fēng)力發(fā)電機葉片的樹脂體系。例如，中國專利文獻中的“風(fēng)力發(fā)電機葉片用的環(huán)氧樹脂 體系及其改性方法”(申請?zhí)?00910216288. 5，公開號:CN101735570A，
公開日2010年6月 16日)，公布了一種風(fēng)力發(fā)電機葉片用的環(huán)氧樹脂體系，其性能滿足風(fēng)力發(fā)電機葉片所需的 要求。又例如，中國專利文獻中的“用于風(fēng)力發(fā)電葉片澆鑄工藝的環(huán)氧樹脂體系”(申請?zhí)?200910203656. 2，公開號CN101585956A，
公開日:2009年11月25日)，也公布了另外一種 風(fēng)力發(fā)電機葉片用環(huán)氧樹脂體系。在公開的這兩種環(huán)氧樹脂體系中，凝膠時間均在2小時 以上。一般縮短環(huán)氧樹脂體系凝膠時間的同時會使該環(huán)氧樹脂體系的力學(xué)性能和耐疲勞性 能變差。由于風(fēng)力發(fā)電機葉片體積較大，制作工藝時間較長，所用的環(huán)氧樹脂體系一般需 要擁有較長的可操作時間，即擁有較長的凝膠時間。然而，在風(fēng)力發(fā)電機葉片的生產(chǎn)、使用 過程中，也常常會用到快速固化環(huán)氧樹脂體系。例如，風(fēng)力發(fā)電機葉片的剪切梁和主梁帽生 產(chǎn)時由于體積相對較小，制作工藝時間短，此時使用普通的葉片用環(huán)氧樹脂體系由于其凝 膠時間太長將影響到葉片生產(chǎn)的效率及產(chǎn)量而不再適用；或當(dāng)生產(chǎn)廠家位于北方或者冬天 的時候，由于溫度較低，普通的葉片用環(huán)氧樹脂體系的凝膠時間太長，將影響到葉片生產(chǎn)的 效率及產(chǎn)量而不再適用。目前國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電及葉片在生產(chǎn)和使用過程中用到的快速固化環(huán)氧樹脂體系仍 為國外公司壟斷，對我國葉片制造企業(yè)存在較大的制約和影響，風(fēng)力發(fā)電機葉片用快速固 化環(huán)氧樹脂體系的國產(chǎn)化將會極大地改善現(xiàn)狀，提高我國葉片制造企業(yè)的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于針對國外相關(guān)大公司對風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán) 氧樹脂體系的技術(shù)封鎖，提供一種自主研發(fā)的生產(chǎn)成本低并且凝膠時間短的風(fēng)力發(fā)電機葉 片用快速固化環(huán)氧樹脂體系。本發(fā)明的目的之二在于針對上述自主研發(fā)的風(fēng)力發(fā)電機葉片用快速固化環(huán)氧樹 脂體系，提供一種簡單易行、操作方便的制備方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案是
一種風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，該快速固化環(huán)氧樹脂體系由樹脂部 分和固化劑部分組成。其中樹脂部分由雙酚A型環(huán)氧樹脂和稀釋劑組成，或由雙酚A型環(huán) 氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂和稀釋劑組成；固化劑部分包括高活性脂肪胺類固化劑、高活性 脂環(huán)胺類固化劑和固化促進劑。所述樹脂部分原料配比按以下重量比計算
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，該快速固化環(huán)氧樹脂體系由樹脂 部分和固化劑部分組成，所述樹脂部分由雙酚A型環(huán)氧樹脂和稀釋劑組成，或由雙酚A型環(huán) 氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂和稀釋劑組成，其原料配比按以下重量比計算雙酚A型環(huán)氧樹 脂60 95份，雙酚F型環(huán)氧樹脂0 30份，稀釋劑5 30份；其特征在于所述固化劑部分包括高活性脂肪胺類固化劑、高活性脂環(huán)胺類固化劑和固化促進劑， 其原料配比按以下重量比計算
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所 述雙酚A型環(huán)氧樹脂是雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51和雙酚A型環(huán)氧樹 脂E-M中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所 述稀釋劑是環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丙烷甲基醚、苯基縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、烯丙基縮 水甘油醚、正丁基縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚丙二醇二縮水甘油醚、己二醇二 縮水甘油醚和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所 述高活性脂肪胺類固化劑是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、1，6-己二胺、間苯二甲 胺、聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺T403、和三甲基己二胺中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所 述高活性脂環(huán)胺類固化劑是1，3-二 (氨甲基)環(huán)己烷、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺和螺環(huán) 二胺中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所 述固化促進劑是胺類固化促進劑、取代脲固化促進劑、咪唑及其鹽類固化促進劑、乙酰丙酮 金屬鹽固化促進劑、三氟化硼胺絡(luò)合物固化促進劑、復(fù)合納米二氧化鈦固化促進劑、酚類固 化促進劑和水楊酸中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所 述胺類固化促進劑是2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙胺、三乙醇胺、芐基二甲胺、二 環(huán)脒、吡啶和芐基三乙基氯化銨中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在 于所述取代脲固化促進劑是N-對氯苯基-N二甲基脲、N-(3，4-二氯苯基)-N'，N' - 二甲基脲、N-(3-苯基，N' - 二甲基脲、N-(4-苯基)-N ‘，N ‘ - 二甲基脲、 2-甲基咪唑脲和硫脲中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所 述酚類固化促進劑是苯酚、間苯二酚、鄰甲酚、間甲酚、壬基酚和雙酚A中的至少一種。
10.一種制備權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系方法，包括 以下步驟(1)按樹脂部分和固化劑部分的原料配比分別備料；準(zhǔn)備混合設(shè)備；(2)將樹脂部分和固化劑部分分別制備①制備樹脂部分a)將樹脂部分的雙酚A型環(huán)氧樹脂，或雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙酚F型環(huán)氧樹脂加入到 混合設(shè)備中，升溫至35 75°C并恒溫；b)加入稀釋劑，在35 75°C持續(xù)攪拌，混合均勻，抽真空消除混合料中的大氣泡，靜置 0. 5小時以上；c)將混合好的樹脂部分裝入產(chǎn)品容器中，密封，室溫保存；②制備固化劑部分(a)將固化劑部分的高活性脂肪胺類固化劑、高活性脂環(huán)胺類固化劑和固化促進劑組 分加入到混合設(shè)備中，在室溫下充分?jǐn)嚢?，混合均勻，靜置0. 5小時以上；(b)將混合好的固化劑部分裝入產(chǎn)品容器中，密封，室溫保存；(3)制備快速固化環(huán)氧樹脂體系將上述制得的樹脂部分和固化劑部分，按樹脂部分固化劑部分=100 20 40重量份 的配比混合均勻，即得本快速固化環(huán)氧樹脂體系。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的快速固化環(huán)氧樹脂體系方法，其特征在于100g本快速固 化環(huán)氧樹脂體系在23 °C下的凝膠時間為10 60min。
全文摘要
本發(fā)明公開一種風(fēng)力發(fā)電機葉片用的快速固化環(huán)氧樹脂體系及其制備方法。該環(huán)氧樹脂體系由樹脂部分和固化劑部分組成，特征是固化劑部分包括高活性脂肪胺類固化劑、高活性脂環(huán)胺類固化劑和固化促進劑，其配比是高活性脂肪胺類高活性脂環(huán)胺類固化促進劑=40～8010～505～25(重量份)；快速固化環(huán)氧樹脂體系按樹脂部分固化劑部分=10020～40重量份混合而成。本發(fā)明采用高性能、高活性胺類固化劑與促進劑混合使用的方法，在滿足風(fēng)力發(fā)電機葉片所需性能的條件下極大地縮短了凝膠時間，100g本環(huán)氧樹脂體系在23℃下凝膠時間為10～60min，滿足兆瓦級以上風(fēng)力發(fā)電機葉片用快速固化環(huán)氧樹脂體系的應(yīng)用要求。
文檔編號C08L63/02GK102061064SQ201010602588
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者盧毅, 周百能, 楊紅, 楊青海, 王萍, 黃賦 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司